package com.gitee.huanminabc.utils_common.dsa.arithmetic.sort;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Objects;

/**
 * 基数排序的思想是多关键字排序
 * @author yuncong
 *
 */
public class RadixSortUtil {
    /**
     * 基于最低位优先方式对一个整型数组排序，数组中整数是d位数；
     * 以3位整数排序为例，基于最低位优先方式排序的步骤是：创建十个队列，用于临时存储整数；
     * 首先按个位排序，按照每个整数的个位数字把整数放进相应队列，比如120放进第0个队列，
     * 124放进第4个队列，当把所有整数都放进相应队列后，依次从第零个队列到第9个队列收集整数，
     * 收集得到的所有整数按照个位数大小从小到大排序了；
     * 然后按十位数排序，以同样的方式把每个整数按十位数放进相应队列，对于十位数相同的整数，
     * 个位数小的整数先放进队列，因为上一步按个位数的排序导致个位数小的数在前面，接下来，
     * 依次从第零个队列到第9个队列收集整数，整体上先收集十位数小的数，局部到具体队列中，
     * 也就是十位数相同的那些数，按照队列先进先出的特性，个位数小的数先被收集，于是，收集
     * 得到的所有整数是按照十位和个位组合后的大小从小到大排列的；
     * 最后按百位数排序，以同样的方式把每个整数按百位数放进相应队列，对于百位数相同的整数，
     * 十位数和个位数组合后小的整数先被放进队列，因为上一步的排序导致十位数和个位数组合后小
     * 的整数在前面，接下来，依次从第零个队列到第9个队列收集整数，整体上，先收集百位数小
     * 的数，局部到具体队列中，也就是百位数相同的那些数，按照队列的先进先出特性，十位数和
     * 个位数组合后小的整数先被收集，于是，收集得到的所有整数按从小到大排列。
     * 一句话总结排序过程，整体上从小到大，局部上也是从小到大。
     * 注意事项:  数组内的值必须位数一致 比如都是4位  都是3位  不能出现 混合情况
     *
     * @param integers 待排序整数数组
     * @param d        待排序数组中整数的位数
     */
    public static void radixSort(Integer[] integers, int d) {
        /**
         * 创建队列集合并初始化，集合中的队列用于存放相应的元素，比如按最低为排序，234应该
         * 放在queues.get(4)这个队列中
         */
        LinkedList<LinkedList<Integer>> queues = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            LinkedList<Integer> queue = new LinkedList<>();
            queues.add(queue);
        }
        for (int i = d - 1; i >= 0; i--) {
            // 根据排序key，把元素放进相应的队列里
            for (int j = 0; j < integers.length; j++) {
                Integer key = getValueByIndex(integers[j], i);
                queues.get(key).add(integers[j]);
            }
            /**
             * 把元素收回来；
             * for循环从头到尾便利集合
             */
            int index = 0;
            for (LinkedList<Integer> linkedList : queues) {
                for (Integer integer : linkedList) {
                    integers[index] = integer;
                    index++;
                }
                // 清空queues里的所有队列，为二次利用做准备
                linkedList.clear();
            }
        }
    }

    /**
     * 获得integer中第index + 1个数字
     *
     * @param integer
     * @param index
     * @return
     */
    public static Integer getValueByIndex(Integer integer, int index) {
        Objects.requireNonNull(integer);
        String iString = integer.toString();
        if (index < 0 || index >= iString.length()) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
        String value = iString.substring(index, index + 1);
        // 如果是负数符号的话,那么就往后去
        if ("-".equals(value)) {
           value = iString.substring(index+1, index + 2);
        }
        return Integer.valueOf(value);
    }

}
